非金属元素N-S共掺杂SnO2电性能第一性原理研究

• 作者: 李昊天 王景芹 孙绍琦 张哲 梁雨婷 朱艳彩
• 来源期刊: 功能材料
• 学科: 工学
• 关键词: 电接触材料 第一性原理 SnO2 非金属元素共掺 电性能
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 研究·开发
• 页码范围: 2136-2140,2179
• 页数: 6页
• 分类号: TM501
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-9731.2021.02.017

摘要

基于密度泛函理论第一性原理和平面波超软赝势法,采用广义梯度近似法构建了非金属元素N、S单掺,以及N-S共掺的SnO2的超晶胞,分析这三类超晶胞的焓变、能带图、态密度、电荷布局以及导电率.理论结果表明,N和S单掺杂以及N-S共掺杂都可以使SnO2的带隙变小,能带紧密,而N-S双掺杂的效果最好.其中,在价带中部S原子和N原子的掺入均引入了新能级,S原子的轨道和N原子的轨道与Sn轨道发生杂化,使得电子转移加剧.价带顶被S原子的3p轨道和N原子,2p轨道占据,会有更多的空穴载流子,价带顶部向上移动.N、S原子共掺杂时,轨道共同杂化,效果最明显,电性能变好.